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バイク工学: 2ストロークエンジンと4ストロークエンジン

2st、4stの違いって分かりますか?

バイクのエンジンは大きく分けて2stと4stが存在しており、エンジンの構造が大きく異なっています。

構造の違い

バイクに用いられるエンジンでは、基本構造はレシプロエンジンと呼ばれるものです。

ガソリンと空気が混ざった混合気と呼ばれるものが、燃焼室内で燃焼し、ピストンを押し下げることで回転を得ています。


(例:DOHC 4stエンジン)


(例:2stエンジン)

2stと4stの違いはこの回転についての違いです。

上記の画像、4stでは燃料と空気を吸入し燃焼させるまでに2回のピストン運動が必要です。

対して、2stでは燃料と空気を燃焼させるまでに1回しかピストン運動を必要としないのです。

2stと4stの比較

それでは、ざっくりとした表でどちらが優れているのか確認していきます。

2st4st
ピストン運動1回2回
燃焼効率悪い良い
騒音煩い静か
排出ガス多い少ない

一般的には4stの方が優れています。

4stでは、吸入した混合気をバルブで閉じて確実に燃焼させることを狙った構造だからですね。

2stの場合では、掃気(排気によって新しい空気を吸入)していますので、燃焼室内には効率的には混合気が残っていないのです。

また、2stと4stでは燃焼室へのオイルの循環方法も違います。

4stでは、ケース下部ドレンにオイルを貯め、そこからポンプにて吸い上げてエンジン全体へ送り込み、潤滑しています。

2stでは、混合気にオイルを混ぜて潤滑しています。

この差は大きく、本来混合気は燃焼を行うためのもの。
混合気に混じったオイルは燃焼しないため、出力損失が起こります。

こういった差が、4stの方が優れていると言われる所以なんですね。

2stの利点はないのか

ではなぜ、90年代では多くの2stエンジンが採用されたバイクが多く、今でも愛されているのでしょうか?

決定的な差があります。そう、2stは1回で一回の爆発なのです。4stでは2回転で一回の爆発なのです。

同排気量で出力の差が生まれるのはこの爆発の回数の差が原因です。同じ回転数でも生み出している力は違います。ただし、お察しの通り、燃費が悪い原因にもなりますが。

そして、2stは構造が更にシンプルです。シンプルが故に軽量です。

ここで、似たような条件のバイクを2台比較してみましょう。
クラス最軽量・2気筒・排気量が同じのものです。

HONDA VTR250HONDA NSR250
最高出力(ps/rpm)30ps/10500rpm49ps/9000rpm
最大トルク(N・m/rpm)22N・m/8500rpm32,4N・m/8500rpm
内径(ボア)/行程(ストローク)60×44.154×54.5
圧縮比11:17.4
乾燥重量141kg138kg
車両重量160kg157kg

同排気量で圧縮比も効率も良いはずの4st VTR250が2st NSR250に負けてしまっていますね。クラスは違うものの、かなりいい勝負をしていると思います。

また、NSR250の方が3kg程軽量であります。これはタンク容量などでも変わってきますが、VTR250もかなり軽いバイクですがそれ以上に2stのバイクが軽いということです。

レースでの戦績

過去には、

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